ブロックチェーンは現在比較的人気のある新しい概念であり、テクノロジーと金融という 2 つの概念が含まれています。技術的な観点から見ると、これは一貫性の効率を犠牲にして最終的な一貫性を保証する分散データベースです。もちろん、これはかなり一方的な見方です。経済的な観点から見ると、この耐障害性が非常に高いピアツーピア ネットワークは、低コストで信頼できる環境という共有経済の必須要件の 1 つを正確に満たしています。 今回は、ブロックチェーン技術、現在のブロックチェーン技術のアーキテクチャについて説明し、インターネットの価値を紹介します。 ブロックチェーンは新興技術の概念であるため、この記事のすべての見解は個人的な意見のみを表しており、完全に正しいとは限りません。 #1。ブロックチェーンに対する技術者の正しい姿勢ブロックチェーンは新興概念ですが、非対称暗号化技術やP2Pネットワークプロトコルなど、ブロックチェーンが依存する技術はまったく新しいものではありません。レゴブロックと同じように、ブロックの数は限られていますが、さまざまな組み合わせによって非常に興味深いものを生み出すことができます。 私は何人かのエンジニアと接触しました。彼らが初めてブロックチェーンに触れたとき、彼らは皆同じことを言いました。ブロックチェーンはすべて成熟した技術であり、単なる分散ストレージだ、と。エンジニアの観点からすると、この新しい概念を自分の知識フレームワークにマッピングすることが最初の反応となるのは当然です。しかし、詳しく調べてみると、この一方的な理解はブロックチェーンに対する誤解につながる可能性があり、つまり、技術者として、分散型で完全に自律的なシステムであるブロックチェーンの経済的特徴を無視することになることがわかります。 ブロックチェーンは本質的には P2P に基づいた価値転送プロトコルです。 P2P は見えるが、価値の移転は見えない。同様に、価値の移転だけを見て、ブロックチェーンの基盤となる技術を無視することはできません。 ブロックチェーンは、P2Pネットワーク技術、非対称暗号化技術、マクロ経済学、経済ゲーム理論などの知識を組み合わせて、インターネットの価値の探求という新しい分野を構築する、学際的な科目のようなものだと言えます。 では、インターネットの価値とは何でしょうか?インターネットの価値は、現在急成長している電子商取引から派生した決済ビジネスであると言えます。しかし、それは本当に支払い分野だけなのでしょうか?明らかにこれだけでは不十分で、主要な資本市場、物理的な資産の所有権の確認と移転、証券の登録と交付、認証と詐欺防止が必要です。よく考えてみましょう。大手電子商取引プラットフォームには、悪意を持って注文を偽造するプロの悪いレビューライターが十分にいないのでしょうか? 今日の金融分野では、支払いの利便性を除けば、他のほとんどのビジネスにおいて、私たちは鎖につながれて歩いているようなものです。繰り返し確認、検討、監督を行っております。当社では、オンライン サービスの信頼性と継続性を確保するために、あらゆる規模の高可用性クラスターを繰り返し構築しています。セキュリティエンジニアを次々と採用し、侵入テストプロジェクトを次々と納品しています。なぜ?不正行為のコストは非常に低いため、データベース内のレコードの 1 行を変更するだけで、数百万の資金を引き出すことができます。 強力なインターネットは、ほぼゼロコストで高速情報伝送チャネルを提供しましたが、低コストで信頼性の高い高速価値伝送チャネルは提供していません。これがブロックチェーンがもたらすものなのです。 ブロックチェーンは公開された分散型台帳です。技術的な観点からの簡単な紹介は次のとおりです。
ブロックチェーンは本質的に、上記の 2 番目の状況を解決するための技術的なソリューションです。より正確に言えば、分散型冗長チェーン台帳ソリューションと呼ぶべきです。ブロックチェーンのいくつかの要素は、以前の記事でまとめられています。
そのため、技術者としては、ブロックチェーンが依存する技術を見るだけでなく、ブロックチェーンを超えた点や側面にも注目する必要があります。全体的に、ブロックチェーンはさらに興味深いものになるでしょう。 #2。ブロックチェーンの一般的なアーキテクチャの紹介ブロックチェーン自体の開発履歴についてはインターネット上に多くの情報が存在するため、本記事では詳細には触れません。 ブロックチェーン技術の紹介については、さまざまなブロックチェーンプラットフォームのコミュニティに詳細な情報がありますが、その情報の要約や共通概念の抽象的な紹介はまだ少ないです。この記事ではそれを要約してみます。 はじめに、パブリックチェーンとコンソーシアムチェーンの概念について簡単に紹介したいと思います。これらの概念は、イーサリアムの創設者である Vitalik によって提案されました。私はこれらの概念に基づいていくつかの研究を行ってきました。 実際、パブリック チェーンとコンソーシアム チェーンを区別するのは非常に簡単です。ブロックチェーンのアクセス権を見てみましょう。ブロックチェーンへのアクセスにチェーン上のノードからの許可が必要な場合はコンソーシアム チェーン、そうでない場合はパブリック チェーンです。 名前に基づいて、「言葉を文字通りに受け取る」こともできます。パブリックとは完全にオープンなネットワークを意味し、アライアンスはメンバー間で共有される半オープンなネットワークを意味します。非会員には自由なアクセス権がないため、アライアンス チェーンを許可チェーンとも呼びます。 いくつかの主流のブロックチェーン プラットフォーム (パブリック チェーン、すべてオープン ソース) を見てみましょう。
私はよく冗談で彼らを「ビッグスリー」と呼んでいます。エコロジーの観点から見ると、ビットコインは最も成熟し安定しており、イーサリアムは前線で突撃する戦士のようなもので、ビットシェアーズのエコシステムは最初の 2 つよりもはるかに小さいですが、イノベーションの観点から見ると、最初の 2 つに劣りません。 他の多くのプロジェクトはこれら 3 つのブロックチェーンから派生しているため、これら 3 つに基づいてブロックチェーンを基本的に理解できます。 言及しなければならないもう 1 つのプロジェクトは、Linux Foundation プロジェクト、HyperLedger プロジェクト (コンソーシアム チェーン、オープン ソースに重点を置く) であり、これもユニバーサル ブロックチェーン テクノロジーの作成を目的としています。ただ、まだ開発中であり、具体的な応用事例もないので、ここでは触れないことにします。 興味深いアライアンス チェーン プロジェクトもいくつかあります。R3 CEV プロジェクト (アライアンス チェーン、クローズド ソース) や、中国の R3 プロジェクトである ChinaLedger (アライアンス チェーン、クローズド ソース) などです。もちろん、これらはオープンソースではなく、分析に役立つ情報を得ることができないため、ここでは詳しく説明しません。 技術的な観点から見ると、ビジネス シナリオが異なればブロックチェーンに対する要件も異なります。たとえば、リアルタイム決済ビジネスでは、ブロックチェーンが数秒以内の配信を提供することが求められ、これはブロック速度の要件に相当します。ブロック速度が速すぎると、ブロックチェーンのフォークが発生し、孤立したチェーンが形成されることがよくあります。孤立チェーンは無効であるため、トランザクションは無効になり、ブロックチェーンの最終的な一貫性に影響します。 頻繁なフォークにより、かなりの割合のユーザートランザクションが失敗する場合は、システムは信頼できないとみなされます。 このようなリアルタイム性が求められるビジネスをコンソーシアム チェーンに組み込むと、コンセンサス アルゴリズムを調整し、高速コンセンサス モデルを使用することで、リスクを制御し、上記の問題を回避できます。パブリックチェーンほど堅牢ではありませんが、いくつかの特殊なシナリオには十分です。 したがって、アーキテクチャレベルでは、パブリックチェーンとコンソーシアムチェーンのテクノロジーを別々に扱う必要があります。 ただし、以下に示すように、クライアントの全体的な設計には共通の概念がいくつかあります。 (図1) ブロックチェーンは少なくとも 3 つの層に分かれています。 最下層は、基本的な暗号化アルゴリズム、ネットワーク通信ライブラリ、ストリーム処理、スレッドのカプセル化、メッセージのカプセル化とデコード、システム時間などのいくつかの一般的な基本モジュールです。 中間層はブロックチェーンのコアモジュールであり、通常、P2P ネットワークプロトコル、コンセンサスモジュール、トランザクション処理モジュール、トランザクションプールモジュール、シンプルコントラクトまたはスマートコントラクトモジュール、組み込みデータベース処理モジュール、ウォレットモジュールなど、ブロックチェーンのメインロジックが含まれます。 最上位層は、多くの場合、Json Standard RPC に基づくインタラクティブ モジュールです。 Json-RPC に基づいて、より優れた UI インターフェイスを作成したり、Web サービスにしたりすることもできます。 ブロックチェーンがスマートコントラクトをサポートしている場合は、BaaS レイヤーを追加するなど、より多くのレイヤーに分割される可能性があります。ブロックチェーン上のスマート コントラクトは、次の Ethereum アーキテクチャ図 (Google 提供、参考のみ) のような自律的なサービスを提供します。 (図2) この階層化は、完全に技術的なものではなく、ブロックチェーン自体の階層化、つまりビジネス観点に重点を置いています。 ビットコインの設計について見てみましょう。 (図3) ビットコインの複数のモジュール間の結合度は実際にはかなり高く、歴史的な負担が山積しています。ビットコインの発明者であるサトシ・ナカモトはビットコインの開発時にVC++を使用していましたが、VC++の標準ライブラリにあるsstreamのストリーム処理性能が非常に悪かったため、それを断念し、vector<char>をベースにしたストリーム処理コンテナを独自に実装しました。 c++11 の導入と標準ライブラリの更新および反復により、パフォーマンスは比類のないものになりました。 全体像から見ると、ビットコインはモジュールが少なく、比較的シンプルであることがわかります。 Chain-paramters はブロックチェーン全体のパラメータ設定を記述し、wallet はアドレス/暗号化とストレージに関連し、mem-pool は未確認トランザクション プールです。ビットコインコア開発者の不滅の貢献のおかげで、ビットコインコードの品質は、サトシ・ナカモト時代のビットコインコードと比較して、現在かなり良くなっています。 上記の設計に関係なく、通常は P2P ネットワーク プロトコルから始まります。 P2P ウォレットとしては、サービスとクライアントの両方を提供する必要があります。サービスとしては P2P ネットワーク プロトコルに依存し、クライアントとしては Json-RPC に依存します。 「ビッグスリー」が現在使用しているアカウントモデルは異なっていることを指摘しておく必要があります(いわゆるアカウントモデルはアカウント会計方法を指します)。ビットコインはUXTOモデルを使用し、イーサリアムとビットシェアーズは口座残高モデルを使用します。 UXTO モデル (未使用トランザクション出力 (UTXO)): このモデルは転送の概念を表現します。つまり、生成された新しい通貨は転送されるだけで、その後のライフサイクルでは破棄されません。転送は基本的に、暗号化アルゴリズムの署名と検証によって制御されます。 (図4) 口座残高モデル: 口座残高モデルは、この強力に検証された口座モデルを放棄します。つまり、口座残高はデジタルの加算と減算に戻り、取引の効率が向上します。 #3。コンセンサスアルゴリズムと分散ようやく本題に入りました。この記事の各セクションは、実際には独立した記事に拡張できます。内容が限られているため、簡単に説明します。 前述の通り、いわゆるブロックチェーンのコンセンサスプロセスとは、ネットワーク全体の取引データを客観的に記録し、改ざん不可能にするプロセスを指します。現在、「ビッグ 3」はそれぞれ異なるコンセンサス アルゴリズムを使用しています。 Bitcoin は Proof of Work (PoW) を使用し、Ethereum は Proof of Stake (PoS) に切り替えようとしており、BitShares は Delegated Proof of Stake (DPoS) を使用しています。 私は上記のアルゴリズムを「経済的」アルゴリズムと呼んでいます。いわゆる経済アルゴリズムにより、不正行為にかかるコストが計算可能になり、不正行為にかかるコストは不正行為の利益よりもはるかに大きくなることが多く、つまり不正行為は利益を生まないのです。この考え方により、ノード間のゲームのアルゴリズムが構築され、安定したバランスをとるようになります。 同様に、コンピューター分野にも Paxos や Raft などの分散一貫性アルゴリズムがあり、私はこれらを従来の分散一貫性アルゴリズムとも呼んでいます。 両者の最大の違いは、ビザンチン将軍問題のシナリオにおけるシステムの信頼性、つまりビザンチンフォールトトレランスです (PBFT アルゴリズムはビザンチンフォールトトレランスをサポートします)。ただし、Paxos アルゴリズムと Raft アルゴリズムはどちらも理論的には投票が通過できない無限ループに入る可能性があります (ただし、この可能性は実際には非常に低いです)。ただし、どちらも安全性の要件を満たしており、活性要件を緩和しているだけであり、PBFT についても同様です。 従来の分散型コンセンサス アルゴリズムとブロックチェーンのコンセンサス プロセスの類似点と相違点は次のとおりです。 類似点:
違い:
上記の違いを考慮し、パブリックチェーンとコンソーシアムチェーンの特性を組み合わせると、次のようになります。
アライアンス業界チェーンの半閉鎖性と半開放性により、Delegated Proof of XXX を使用することが可能です。改善のために、従来の一貫性アルゴリズムに基づくビザンチンフォールトトレランス/セキュリティ保護メカニズムの追加を検討することも可能です。 パブリックチェーンの場合、PoW/Pos/DPos などの「経済的な」アルゴリズムが最適なアルゴリズムとなる可能性があります。 技術的には、上記のさまざまなコンセンサス アルゴリズムに対して、新しく開発されたブロックチェーンの多くは対応する機能をサポートしています。コンセンサス モジュールは、さまざまなシナリオの要件を満たすようにプラグイン可能です。 次の図は、将来のブロックチェーン エコシステムの概略図です。 (図5) パブリック チェーンは、信頼性が高く信頼性の高い価値転送ネットワークを提供します。このネットワーク上で、分散型アプリケーション (DAPP) の構築を継続したり、アライアンス チェーンや従来のデータベースを展開したり、上位層で C エンド アプリケーションを構築したりすることができます。 ref1: ブロックチェーンのコンセンサスメカニズムと分散一貫性アルゴリズムに関する簡単な説明 – blockchaindev.org ref2: Paxos からビザンチンフォールトトレランス、そしてブロックチェーンのコンセンサスプロトコルへ (再投稿) – blockchaindev.org #4。デジタル資産と価値循環ネットワークここに写真があります: 参照: メタバース ホワイトペーパー - CN (概要) したがって、ブロックチェーンはまだ成長段階にあります。図 5 と合わせると、完全なインフラストラクチャを備えた価値伝送ネットワークと、豊富な上位レベルのアプリケーションを備えたブロックチェーン エコシステムを構築するには、依然として多大な努力が必要です。 次の目標は資産のデジタル化(資産証券化に類似)です。例えば、希少価値のある品物(美術品・骨董品)、知的財産権、請求書資金などの収入権利などをデジタル化することができます。これにより、市場運営の効率が大幅に向上します。スマートコントラクトや人工知能さえも備えた、プログラム可能な社会はもはや夢ではありません。 ——————————– Q: まだ抽象的すぎる気がします。私はまだブロックチェーンを具体的に理解できず、具体的な説明も見つけていません。混乱しますか? ? ? A: ブロックチェーンという用語と同じように、これは作成されたもので、それにマッピングできる以前の概念がないため、理解しやすいです。この概念については話さずに、インターネットに他に何が必要かを考える必要があります。ビットコインのホワイトペーパーに記載されているように、ピアツーピアのキャッシュシステムを使用するための前提条件は非常に低いです。登録や携帯電話番号は必要ありません。ピアツーピアネットワークです。デバイスでアクセスすればご利用いただけます。同じことは、ピアツーピアのエコシステムを構築し、権力によってもたらされる非対称性を解体することを目指すブロックチェーンの概念にも当てはまります。それは単なる共有総勘定元帳です。ネットワーク内の複数のノードがそれぞれ独自のアカウントを保持して調整するのとは異なり、これは中央権力を弱体化させます。 Q: ブロックチェーン技術はインターネット ID 認証にどのように応用されていますか? A: それはいい質問ですね。私が現在取り組んでいるブロックチェーン プロジェクトは、いわゆるインターネット ID 認証という概念をカバーしています。これは、ブロックチェーンを現実世界のビジネスにつなげるために必要なステップだと考えています。 私たちの概念では、まずアイデンティティとは何でしょうか?アイデンティティとは、単なるID番号やパスワードではなく、ユーザーの操作記録の集合です。このレコード セットのコードが ID です。アカウントを紛失して異議申し立てをするときと同様に、異議申し立ての内容こそがあなたを個人として本当に特定するものです。ブロックチェーンでも同様です。同じ ID が必要であり、履歴記録の正当性を自動的に検証する必要もあります。現在、インターネット上の本人認証は公的なセキュリティシステムに依存しています。最も簡単な解決策は、公共セキュリティシステムの ID システムをブロックチェーンにマッピングすることです。もう 1 つの解決策は、ユーザー定義のレコード セットを使用して、トランザクション履歴に基づいて ID を確認することです。もちろん、遠い将来には、ブロックチェーンは人工知能と組み合わせることでより良いパフォーマンスを発揮するかもしれません。 Q: リアルタイム配信データをアライアンスチェーンに配置する場合、アライアンスチェーンのデータは最終的にパブリックチェーンに同期される必要がありますか?共有された情報によると、コンソーシアム チェーン内のデータはパブリック チェーンにとって信頼できるものではありません。コンソーシアムチェーンとパブリックチェーンのデータの関係は何ですか?分かりません。教えてくださってありがとうございます、先生! A: すべての機関が自らの資産をパブリックチェーン上に置くことを望むのは不可能だと思います。共存現象は必ず起こるでしょう。もちろん、理想的な状況は、パブリックチェーンを使用して分散型アプリケーションを構築することです。コンソーシアム チェーンとパブリック チェーン間のデータは、単なる参照関係です。ユーザー ID などの公開キー データ セットは、ユーザーが自分で管理できるようにパブリック チェーンに保存する必要があり、一方、機関のより秘密性の高いキー データは、アクセス権を使用してパブリック チェーンから分離する必要があると考えます。したがって、コンソーシアムチェーンとパブリックチェーン上のデータは補完的であると考えています。つまり、アライアンスチェーンのデータをパブリックチェーンに同期するかどうかは、組織自体のニーズによって決まります。さらに、データフィードと呼ばれるパブリックチェーンの外部データ参照によって、人的要因が導入されます。例えば、法務、弁護士、政府機関などが仲裁人としてデータの参照を支援します。データの品質は、機関の格付けと同様に、市場によって評価できます。そうなれば、非常に透明性が高く、オープンなものとなるでしょう。 Q: スマートドアロックや無人レンタカーなど、非常に興味深い物理的なプロジェクトがいくつかあります。これらはオフライン プロジェクトです。相互接続をどのように実現しますか? A: まず、ブロックチェーン プロジェクトはクロスプラットフォームであるため、組み込みデバイスはブロックチェーンの低いクレジット コストの利点を利用してアカウントを自動的に維持できます。コンソーシアム チェーンまたはパブリック チェーンを直接ベースとした DAPP になります。これらの元帳は共有されており、参照関係が発生すると、これらのデータはパブリック チェーン チャネルに入り、2 つを接続できます。 第二に、現在の多くのプロジェクトが「ビッグ 3」に基づいているのと同様に、特定のブロックチェーン プロジェクトはパブリック チェーンに依存する必要があります。しかし、現時点では誰もが満足し、誰もが受け入れる基準は存在しないため、まだ様子を見る必要があります。 Q: ご共有いただきありがとうございます。最後の図にあるブロックチェーン開発のさまざまな段階が、従来の金融業界、特に銀行業界にどのような影響を与える可能性があるかについてお話しいただけますか? A: 銀行業界への影響については、特に国内においては、現段階では大きな影響はないと考えています。これはブロックチェーンの開発レベルに依存します。私の知る限り、中央銀行はすでに独自のデジタル通貨の開発に着手しています。銀行にとって、これはせいぜい IT アーキテクチャのアップグレードに過ぎません。これにより、銀行業界は IT コストを削減し、監督の強化を促進できます。しかし、もっと遠い将来には、銀行は特に閉鎖的ではなく、いくつかのブロックチェーンのプロキシノードとなり、少数の特別な機関ではなく全員によって監督されるようになるかもしれません。 Q: パブリックチェーンがすべての履歴を記録できる場合、それを破壊したり禁止したりできる技術はありますか?人生が終わる日が来るのでしょうか? A: 技術的なリスクは少しあります。一般的な量子コンピューティングが商用化されると、現在の暗号化技術の多くは無効になり、暗号に基づくブロックチェーンが最も影響を受けることになります(もちろん、現在の集中型アーキテクチャも影響を受けます)。これは理論的研究の結果に依存します。量子コンピューティングに抵抗できる新しい暗号理論が出現すれば、問題はなくなるでしょう。 P2P ネットワークの観点からは、いかなる組織や個人もそれを禁止することはできません。トランザクションを実行し、アカウントを記録できるノードが 2 つある限り、ブロックチェーンは存続します。 経済的な観点から見ると、ブロックチェーンの生死は、暗号化技術がハッキングされるかどうかに主に左右されるのではなく、むしろチェーン上にどれだけの富と利益が蓄積されるか、そしてチェーン上のデータにどれだけの価値があるかに左右されます。価値がなければ、チェーンは自然に消滅します。逆にハッキングされた場合は、フォークするか、新しい暗号化アルゴリズムが登場するまで待ってからデータを移行するしかありません。これは、集中型データベースのバックアップを復元することとほとんど変わりません。 |
>>: JPモルガン・チェースがイーサリアム(フォーク)に参加し、プライベートブロックチェーン「Quorum」を開発
エンジニアは細かいことにこだわりすぎて全体像を見失いがちです。何かを高速化するために最適化していると...
この記事は元々IPFS Force Zoneによって書かれました2020年8月25日のFileco...
出典:人民法院日報原題:蘇州の男がビットコイン採掘のために電気を盗んだとして窃盗罪で有罪判決を受ける...
イーサリアムの創設者ヴィタリック・ブテリン氏のツイッターアカウントがハッカーの標的となり、フィッシン...
BTC(ビットコイン)が上昇し、ウェッジの上端の抵抗線(約70,000ドル)を突破し、72,000...
ギャビン・アンドレセン氏は、Bitcoin Unlimited(BU)とそのネットワークスケーリング...
金融危機はビットコインにとって何を意味するのでしょうか?ビットコイン支持者は、このような出来事を社会...
デジタル通貨を機能させるには、ネットワークマイナーだけではなく、情報をブロードキャストし、ブロックチ...
プロフェッショナリズムと集中力、双方に利益のある協力はじめに: 2020年7月20日に、 Filec...
Bitmainに何が起こったのですか?チャン・ケトゥアンが裁判所の書類を破棄し、世論を利用してウー...
1月27日北京時間午前3時、連邦公開市場委員会はフェデラルファンド金利の目標範囲を0~0.25%に...
事情に詳しい4人によると、Airbnbはビットコインのマイクロブログを運営する契約を結んだという。決...
原題: ビットコインの半減期はマイナーにとどめを刺す可能性がある関連研究によると、ビットコインのマイ...
Ethereum 2.0 ブロックチェーン上のステーキング契約は、現在 ETH の最大の単一保有者...
Antminer S9が正式にEOSに EOSAnt Financialは、本日(2020.5.1...